Probleme dvzxe Chimie Organica

8/20/2019 Probleme dvzxe Chimie Organica

1/257

Investeşte în oameni!FONDUL SOCIAL EUROPEANProgramul Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013Axa prioritar ă: 1 Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştereDomeniul major de intervenţie: 1.3 „Dezvoltarea resurselor umane în educaţie şi formare profesională” Titlul proiectului: Privim către viitor - Formarea profesională a cadrelor didactice pentru utilizarea resurselor informatice moderne

în predarea eficientă a chimiei – e-Chimie Număr de identificare contract: POSDRU/87/1.3/S/61839Beneficiar : Universitatea ‘Politehnica’ din Bucureşti

e-Chimie 1

PROBLEME DE CHIMIE ORGANICĂ

AUTOR: IOSIF SCHIKETANZ

PPr r iivviimm ccăăttr r ee vviiiittoor r FFoor r mmaar r eeaa ppr r oof f eessiioonnaallăă aa ccaaddr r eelloor r ddiiddaaccttiiccee ppeennttr r uu

uuttiilliizzaar r eeaa r r eessuur r sseelloor r iinnf f oor r mmaattiiccee mmooddeer r nnee î î nn ppr r eeddaar r eeaa eef f iicciieennttăă aa cchhiimmiieeii


2/257

Investeşte în oameni!Număr de identificare contract: POSDRU/87/1.3/S/61839Beneficiar : Universitatea ‘Politehnica’ din Bucureşti

e-Chimie 1

Cuprins

Enunţuri Rezolvări

Cap.1: Determinarea formulelor substanţelor organice 2 127

Cap.2: Izomeri, izomerie. Nomenclatur ă. Nesaturare echivalentă 7 133

Cap.3: Alcani 15 145

Cap.4: Alchene şi diene 21 148

Cap.5: Alchine 35 157

Cap.6: Benzenul. Hidrocarburi aromatice 41 162

Cap.7: Compuşi halogenaţi 50 170

Cap.8: Compuşi hidroxilici (alcooli, fenoli) 57 175

Cap.9: Compuşi organici cu azot 67 182

Cap.10: Compuşi carbonilici 75 193

Cap.11: Acizi carboxilici 84 203

Cap.12: Derivaţi funcţionali ai acizilor carboxilici 93 213

Cap.13: izomerie optică 102 229

Cap.14: Zaharide 109 235

Cap.15: Aminoacizi 115 243

Cap.16: Diverse 123 249


3/257


2

Cap.1 Determinarea formulelor substanţelor organice

Etapele care se parcurg pentru a ajunge la formula unei substan ţe sunt

următoarele:

1. Obţinerea, izolarea şi purificarea substanţelor organice:

- Principalele surse din care se obţin compuşii organici sunt:

1. Resursele naturale (cărbune, petrol, gaze naturale, animale,

plante)

2. Sinteza organică din laborator şi industrie.

- Purificarea urmăreşte să se ajungă la o substanţă pur ă adică o

substanţă care să conţină o singur ă specie de molecule. Pentru

realizarea acestui obiectiv se apelează la diverse operaţii fizice ca:

distilare, cristalizare, sublimare, extracţie, cromatografie.

Caracterizarea substanţelor pure se face prin măsurarea

constantelor fizice caracteristice fiecăreia dintre ele. Câteva

constante fizice sunt: punctul de fierbere (p.f.), punctul de topire

(p.t.), densitate, solubilitate, indice de refracţie.

- Pentru o caracterizare cât mai completă se înregistrează spectrul

infraroşu (IR), spectrul vizibil şi ultraviolet (UV) precum şi spectrele

de rezonanţă magnetică nuclear ă (RMN). Datele respective pentru

substanţele organice cunoscute până în prezent se găsesc în

cataloage.

Pentru a ajunge apoi la formula chimică se parcurg următoarele etape:

2. Analiza elementală (elementar ă) calitativă prin care se stabileşte natura

elementelor care compun substanţa.

3. Analiza elementală (elementar ă) cantitativă prin care se stabileşte

cantitatea din fiecare element care intr ă în compoziţia substanţei.

Compoziţia unei substanţe


4/257


3

a) exprimată în % de masă: reprezintă cantitatea în grame din elementul

respectiv care se găseşte în 100 g substanţă;

b) exprimată printr-un raport de masă

ex. C : H : O = 6 : 1 : 8…………..15 g substanţă conţin câte 6 g carbon, 1

gram hidrogen şi 8 grame oxigen.

4. Formula brută (empirică) FB, reprezintă raportul minim de combinare al

atomilor; acest raport se determină prin operaţii matematice simple

folosind rezultatele de la analiza elementală cantitativă.Pentru a calcula numărul de atomi se foloseşte relaţia:

A

m

gatomicamasa

g masa gr.atominr. ==

5. Formula molecular ă FM: arată numărul de atomi din fiecare element care

intr ă în compoziţia substanţei. Între formula molecular ă şi cea brută este

relaţia:FM = (FB)n unde n = 1,2,3…..

Pentru determinarea lui n trebuie să se cunoască masa molecular ă a

substanţei.

6. Formula structurală (de constituţie): arată modul de legare al atomilor în

cadrul moleculelor. Două sau mai multe substanţe care au aceeaşi

formulă molecular ă dar difer ă prin formula de structur ă sunt izomere.

Fenomenul poartă numele de izomerie.

7. Formula spaţială (stereochimică): arată aşezarea spaţială a atomilor în

moleculă. Izomerii spaţiali sau stereoizomerii sunt de două tipuri:

- izomeri geometrici

- izomeri optici


5/257


4

Probleme

1.1. Calculaţi compoziţia procentuală a următorilor compuşi:

a) butan C4H10; k) freon CF2Cl2;

b) pentan C5H12; l) alcool etilic C2H6O;

c) izobutenă C4H8; m) glicerina C3H8O3;

d) ciclohexenă C6H10; n) nitrobenzen C6H5NO2;

e) stiren C8H8; o) acetonă C3H6O;

f) izopren C5H8; p) acid acetic C2H4O2;

g) toluen C7H8; r) acid adipic C6H10O4;

h) naftalină C10H8; s) acid salicilic C7H6O3;

i) cloroform CHCl3; t) glucoză C6H12O6;

j) clorur ă de vinil C2H3Cl; u) zaharoză C12H22O11.

1.2. Stabiliţi procentul fiecărui element din următoarele substanţe:

a) aspirină C9H8O4;

b) morfină C17H19NO3;

c) licopină (colorantul din pătlăgelele roşii) C40H56;

d) nicotină (alcaloidul din tutun) C10H14N2.

1.3. Determinaţi formulele de calcul pentru procentul fiecărui element din

următoarele clase de compuşi organici:

a) hidrocarburi saturate aciclice (alcani) CnH2n+2;

b) hidrocarburi nesaturate aciclice cu dublă legătur ă (alchene) CnH2n, n ≥ 2;


6/257


5

c) hidrocarburi nesaturate aciclice cu triplă legătur ă (alchine) CnH2n-2, n ≥ 2;

d) hidrocarburi aromatice (benzenul şi omologi) CnH2n-6, n ≥ 6;

e) derivaţi dicloruraţi aciclici saturaţi CnH2nCl2;

f) alcooli monohidroxilici aciclici saturaţi CnH2n+2O;

g) monoamine CnH2n+3N;

h) compuşi carbonilici CnH2nO;

i) acizi carboxilici CnH2nO2.

1.4. Determinaţi formula brută (empirică) a compuşilor de le problema 1 şi

problema 2.

1.5. Scrieţi formula brută (empirică) a primilor 6 termeni din fiecare serie de

compuşi de la problema 3.

1.6. Calculaţi formula brută a compuşilor următori:

A: 92,31% C; 7,69% H

B: 29,81% C; 6,21% H; 44,10% Cl

C: 48,65% C; 13,51% H; 37,84% N.

1.7. Determinaţi formula brută şi formula molecular ă din rezultatele obţinute

la combustie:

Compusul cantitate

mg

CO2

mg

H2O

mg

masă molecular ă

g/mol

A 5,17 10,32 4,23 88

B 6,51 20,47 8,36 84

C 6,00 8,80 3,60 60

D

Hidrocarbur ă

3,80 13,20 _ 76


7/257


6

1.8. Analiza elementală a citralului (compusul cu miros de lămâie) indică un

conţinut de 78,95% carbon şi 10,53% hidrogen. Care este formula brută

a citralului? Determinaţi formula molecular ă a acestui compus dacă

masa molar ă este 152 g/mol.

1.9. O probă de squalen izolat din uleiul de rechin a fost supusă combustiei.

Astfel, din 8,00 mg compus s-au obţinut 25,6 mg CO2 şi 8,75 mg H2O.

Calculaţi formula brută şi formula molecular ă a squalenului dacă masa

molar ă a acestui compus este 410 g/mol.

1.10. Principalul component al uleiului de terebentină izolat din r ăşina de pin

este α-pinenul, o hidrocarbur ă cu masa molar ă 136 g/mol şi un conţinut

de 88,23% carbon. Care este formula brută şi molecular ă a α-pinenului?

1.11. Jasmona este compusul odorant izolat din florile de iasomie. Compoziţia

procentuală a acestui compus cu masa molar ă 164 g/mol este 80,49% C

şi 9,76% H. Calculaţi formula brută şi molecular ă a acestui compus.

1.12. Prin analiză elementală cantitativă s-au obţinut pornind de la 10,6 mg

compus necunoscut 26,4 mg CO2, 5,4 mg H2O şi 2,24 ml (c.n) N2. Care

este formula brută şi molecular ă a compusului dacă masa molar ă este

53 g/mol?

1.13. Hormonul insulina (care reglează concentraţia glucozei în sânge)

conţine 3,4% sulf. Care este masa molecular ă minimă a insulinei? Masa

molar ă determinată experimental este 5734 g/mol; câţi atomi de sulf

conţine această substanţă?

1.14. Compusul AZT sub formă de trifosfat este un antimetabolit HIV (virusul

HIV produce SIDA). Acest compus conţine alături de carbon şi hidrogen


8/257


7

încă trei elemente şi anume: oxigen (42,83%), azot (13,38%) şi fosfor

(17,78%). Care este formula molecular ă a AZT-ului ştiind că în această

moleculă sunt 26 de atomi de carbon şi hidrogen în raportul 5/8.

1.15. Hemoglobina, colorantul roşu al sângelui conţine o proteină globina şi

colorantul propiu-zis hemul, cu masa molar ă 616 g/mol şi compoziţia

66,23% C, 5,19% H, 9,1% N, 9,1% Fe. Din câţi atomi este compusă

molecula acestui colorant?

Cap.2 Izomeri, izomerie

Compuşii care au aceeaşi formulă molecular ă dar structur ă diferită se numesc

izomeri de structur ă sau izomeri de constituţie.

Prin structur ă se înţelege modul de legare al atomilor într-o moleculă

(conectivitate). Principalele tipuri de izomerie de structur ă sunt:

1. Izomerie de catenă, izomerii pot avea catenă normală (neramificată)

sau catenă ramificată;

ex:

2. Izomeria de poziţie, izomerii difer ă prin poziţia grupei funcţionale.

Grupa funcţională (sau funcţiunea chimică) este alcătuită dintr-un atom

sau un grup de atomi şi are o comportare chimică, caracteristică.

CH2 CH CH2 CH3 CH3 CH CH CH3

1-butenã 2-butenã

CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH3

CH3

n-butan izobutan


9/257


8

3. Izomeri de funcţiune, difer ă prin funcţiunea chimică pe care o conţin

ex:

* Relaţia de izomerie alcool vinilic – acetaldehidă poartă numele

particular de tautomerie (cei doi izomeri difer ă prin poziţia unui

atom de hidrogen şi a unei duble legături).

O altă grupă de izomeri o reprezintă stereoizomerii, izomeri care au aceeaşi

structur ă dar difer ă prin aşezarea spaţială a atomilor (geometrie diferită). Din

acest punct de vedere distingem:

Izomeri de conformaţie. Datorită rotaţiei libere în jurul legăturii simple C–C

atomii pot avea aşezări spaţiale diferite numite conformaţii.

Conformaţiile nu pot fi izolate deoarece trec rapid una în alta. Ca

exemplu molecula de stan poate avea două conformaţii diferire numite

conformaţie eclipsată şi conformaţie intercalată:

CH3 CH2 CHO

aldehidã propionicã

CH3 C CH3O

acetonã

C2H6O CH3 CH2 OH CH3 O CH3alcool etilic dimetileter

*

C2H4O CH2 CH

OH

CH3 CH

O

CH2 CH2O

alcool vinilic acetaldehidã etilenoxid

CH3

CH2

CH2

Cl

1-cloropropan

CH3

CH CH3

Cl

2-cloropropan


10/257


9

Conformaţie eclipsată (atomii de hidrogen de la

atomul C1 acoper ă pe cei de la atomul C2)

Conformaţie intercalată (atomii de hidrogen de laatomul C1 sunt situaţi între atomii de hidrogen de la

C2, atomul C2 rotit cu 60° faţă de C1)

a) formula de proiecţie Newman: molecula este privită de-a lungul

legăturii C–C, substituenţii de la atomul de carbon C1 sunt desenaţi

cu valenţele până în centrul cercului iar cei de la atomul de carbon

din spate C2 sunt desenaţi până la cerc.

Izomeri de configuraţie: configuraţia reprezintă aşezarea spaţială a

substituenţilor în jurul atomului de carbon al unei duble legături sau în

jurul unui atom de carbon asimetric (carbon chiral , cheir = mână în

greceşte). Atomul de carbon asimetric este atomul de carbon substituit

cu patru substituenţi diferiţi. Izomerii de configuraţie se împart în două

grupe:

- izomeri geometrici (sau etilenici, vezi alchene)

- izomeri optici.

Nomenclatura compuşilor organici este reglementată de o convenţie

internaţională IUPAC şi are la bază următoarele reguli:

1. se alege catena cea mai lungă (catena principală);

CH3 CH31 2 (a)=

12 1

(a)1=1

2


11/257


10

2. se numerotează catena principală astfel ca ramificaţiile (catenele

secundare) să aibă cele mai mici numere posibile;

3. o grupă funcţională aflată pe catena principală trebuie numerotată cu

cel mai mic număr posibil.

Denumirea radicalilor organici mai des întâlniţi:

hidrocarbura radicalul

CH3 CH2

CH3 CH2 CH3 CH CH2 CH2

CH3 CH2 CH2 CH3 CH CH3

metil metilen

etil etiliden etilen

propil izopropil

CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 CH2 CH CH3

CH3 CH

CH3

CH2 CH3 C

CH3

CH3

CH2 CH

CH2 CH CH2

CH2

1-butil 2-butil

izobutil t-butil

vinil

alil

fenil

benzil

CH4 metan

C2H6 etan

C3H8 propan

n-butanC4H10n-

izobutanC4H10i-

C2H4 etena

C3H6 propena

C6H6 benzen

C7H8 toluen


12/257


11

Nesaturarea echivalentă (NE)

• Hidrocarburile saturate aciclice conţin numărul maxim de atomi de

hidrogen.

• Hidrocarburile ciclice şi cele nesaturate conţin un număr mai mic de

atomi de hidrogen. Prin formarea unui ciclu sau a unei duble legături

se pierd doi atomi de hidrogen, nesaturarea echivalentă (NE) este 1.

O nesaturare echivalentă NE = 2 înseamnă un conţinut cu patru atomi

de hidrogen mai mic ca la o hidrocarbur ă saturată aciclică.

Această NE = 2 este dată de prezenţa a:- două duble legături

- o triplă legătur ă

- o dublă legătur ă şi un ciclu

- două cicluri.

• Hidrocarburile aromatice, benzenul şi omologii lui, vezi formula

Kekulé are NE = 4 (un ciclu şi 3 duble legături)

• La derivaţii halogenaţi, atomii de halogen monovalenţi se înlocuiesccu hidrogen şi formula rezultată se compar ă tot cu cea a

hidrocarburilor saturate aciclice.

Ex: CH2Cl2 ⇔ CH4 NE = 0

C2HCl3 ⇔ C2H4 faţă de C2H6 NE = 1

C6H5Cl ⇔ C6H6 faţă de C6H14 NE = 4

• La compuşii organici cu oxigen pentru determinarea nesatur ării

echivalente atomul de oxigen se neglijează (introducerea oxigenuluibivalent nu modifică numărul atomilor de hidrogen dintr-un compus

organic).

Ex: etanol C2H5 –OH ⇔ C2H6 NE = 0

acetaldehidă CH3 –CHO ⇔ C2H4 faţă de C2H6 NE = 1

acid oxalic C2H2O4 ⇔ C2H2 faţă de C2H6 NE = 2(dublă legătur ă C=O)

ciclohexanonă C6H10O ⇔ C6H10 faţă de C6H14 NE = 2

(are ciclu şi o leg. C=O)


13/257


12

• La compuşii organici cu azot pentru determinarea nesatur ării

echivalente se elimină:

- un atom de azot şi un atom de hidrogen

- doi atomi de azot şi doi atomi de hidrogen, etc.

(Atomul de azot trivalent introduce un atom de hidrogen suplimentar

ex: CH4 şi CH3 –NH2)

După ce s-a f ăcut operaţia de mai sus formula r ămasă se compar ă cu cea a

hidrocarburilor saturate aciclice.Ex: dietilamina (CH3CH2)2NH ⇔ C4H10 NE = 0

anilina C6H5 –NH2 ⇔ C6H6 NE = 4(ciclu benzenic)

acrilonitrilul CH3 –CN ⇔ C2H2 NE = 2(triplă legătur ă)

cianul (CN)2 ⇔ C2H-2 faţă de C2H6 NE = 4(două triple legături)

nitrobenzenul C6H5NO2 ⇔ C6H4 faţă de C6H14 NE = 5(ciclu benzenic şi dublă legătur ă N=O)

Formula de calcul a nesatur ării echivalente:

NE =( )

2

22vni

ii +−∑

ni = numărul de atomi ai elementului i

vi = valenţa elementului iExemple: 1) C4H5Cl 2) C6H5NO2

1. a) C4H5Cl ≡ C4H6 faţă de C4H10 compusul are cu patru atomi de hidrogen

mai puţin NE = 2

b) calcul aplicând formula:

NE =( ) ( ) ( )

22

4

2

2158

2

2211215244==

+−−=

+−+−+−


14/257


13

2) a) C6H5 – NO2 ≡ C6H5N ≡ C6H4 faţă de C6H14 compusul are cu zece atomi

de hidrogen mai puţin NE = 5

b) aplicând formula:

NE =( ) ( ) ( ) ( )

52

10

2

21512

2

2222231215246==

++−=

+−+−+−+−

Probleme

2.1. Scrieţi formule de structur ă ale izomerilor corespunzători următoarelor

formule moleculare:

a) C5H12 c) C5H8 – alchine

b) C5H10 – alchene d) C5H8 – diene

Denumiţi fiecare compus, precizaţi tipul de izomerie.

2.2. Scrieţi şi denumiţi compuşii izomeri cu următoarele formule moleculare:

a) C5H11Cl;

b) C5H12O alcooli;

c) C5H12O eteri.

Marcaţi atomii de carbon asimetrici (chirali).

2.3. Scrieţi şi denumiţi compuşii izomeri cu formula molecular ă C5H10O.

Grupa funcţională carbonil este .

2.4. .. Scrieţi formulele de structur ă ale acizilor carboxilici izomeri cu formula

molecular ă C5H10O2. Grupa carboxil are structura . Denumiţi

izomerii respectivi.

2.5. Scrieţi aminele izomere cu formula molecular ă C5H13N.

C O

C OO H


15/257


14

2.6. Pentru formula molecular ă C5H10 scrieţi formulele structurale ale

cicloalcanilor izomeri. Precizaţi tipul de izomerie.

2.7. Determinaţi NE a următorilor compuşi:

a) izopren C5H8 (monomerul din care se obţine cauciucul natural)

b) α - pinenul C10H16 (componentă a uleiului de terebentină)

c) squalenul C30H50 ( componentă a uleiului de ficat de rechin)

d) hidrocarbura Neniţescu C10H10

e) naftalina C10H8 (din gudronul de cărbune)

f) cloroprenul C4H5Cl (monomer pentru cauciuc)

g) hexaclorociclohexanul (HCH) C6H6Cl6 (insecticid)

h) glicerina C3H8O3 (pentru produse cosmetice şi pentru “nitroglicerină”)

i) colesterolul C27H46O (creierul conţine 17% colesterol)

j) camforul C10H16O (din lemnul arborelui de camfor cinnamomum

camphora)

k) vitamina A C20H30O (implicată în procesul vederii)

l) acidul adipic C6H10O4 (o componentă la sinteza nailonului)

m) azobenzenul C12H10N2 (molecula de bază a unei clase de coloranţi)

n) protoporfirina C34H34N4O4 (o combinaţie care împreună cu ionul Fe (II)

formează hemul, componentă a colorantului roşu din sânge)

o) aspirina C9H8O3 (un medicament cunoscut)

p) zaharoza C12H22O11 (zahărul obişnuit)

r) indigoul C16H10N2O2 (un colorant important)

s) sulfamida albă C6H8N2O2S (medicament cu acţiune bacteriostatică)

t) vitamina C C6H8O6 (conţinută în fructe şi legume proaspete)

u) oxacilina C19H19N3O3S (pentru tratamentul germenilor patogeni)


16/257


15

Cap. 3. Alcani

• Hidrocarburi cu formula generală CnH2n+2

• Atomii de carbon sunt hibridizaţi sp3, cele patru valenţe fiind orientate în

spaţiu spre colţurile unui tetraedru. Legăturile covalente din alcani sunt

nepolare.

• Izomerie:–de catenă: n –alcani (cu catenă liniar ă) şi izoalcani (cu catenă

ramificată)

–de conformaţie: datorită rotaţiei libere în jurul legăturii C–C pot

exista conformaţii eclipsate şi conformaţii intercalate

• Preparare: - surse naturale: petrol, gaz natural

- sinteză organică din compuşi organici cu grupe funcţionale

• hidrogenarea alchenelor şi a alchinelor

• reacţia derivaţilor halogenaţi cu metale:

11

conformatie

eclipsatã

conformatie

intercalatãEtan

C C + H2 C C

H H

Ni

NiC C CH2 CH2+ 2H2

2R Br + 2Na R R + 2NaBr R Br + Mg R MgBr R H + Br MgOHH2O


17/257


16

• reducerea compuşilor carbonilici:

• Reacţii chimice:

- substituţie (clorurare, bromurare, nitrare)

- reacţii termice

- cracare (ruperea legăturii carbon–carbon)

- dehidrogenare (ruperea legăturii carbon–hidrogen)

- oxidare, ardere

- combustibili pentru motoare: izooctanul are CO = 100

n –heptanul are CO = 0 (CO = cifra octanică)

CH2 C

O

CH2 CH2 + H2O

CH2 CH

OH

CH CH

CH2 CH2

+H2

+4[H]

+2[H]sau H2/Ni

- H2O

Zn(Hg)+HCl

C H + X2 C X + HX

CH3 CH2 CH2 CH3CH4 + CH2 CH CH3

C2H6 + CH2 CH2

CH3 CH2 CH2 CH3-H2

CH2 CH CH2 CH3

CH3 CH CH CH3


18/257


17

Probleme

3.1 Denumiţi alcanii următori:

3.2 Următoarele denumiri sunt incorecte. Explicaţi şi daţi denumiri corecte.

a) 1,1–dimetilpentan

b) 2,3–metilhexan

c) 3–metil–2–propilhexan

d) 5–etil–4–metilhexan

e) 3–dimetilpentan

f) 4–izopentilheptan

g) 2–sec –butiloctan

h) 2–etil–3–metilheptan

CH3 CH2 CH CH CH3

CH3 CH2 CH3

(CH3)2CH CH2 CH CH3

CH3

(CH3)3C CH2 CH CH3CH3

CH3 CH CH

CH3CH2 CH2 CH3

CH2 CH3

CH3 CH2 C CH2 CH CH3CH3

CH2 CH2 CH3

CH3

a)

b)

c)

d)

e)


19/257


18

3.3 Care este formula de structur ă şi denumirea compusului C7H16 care are

un atom de carbon cuaternar, un atom de carbon ter ţiar şi cinci atomi de

carbon primari?

3.4 Câţi izomerii C8H18 au un atom de carbon cuaternar?

3.5 Pentru formula C7H16 se pot scrie un număr de izomeri egal cu: a) 4; b) 6;

c) 7; d) 8; e) 9.

3.6 Care este cel mai simplu alcan care are un atom de carbon asimetric

(atom de carbon substituit cu patru substituenţi diferiţi)?

3.7 Care este ordinea de creştere a punctului de fierbere la hidrocarburile

C6H14?

3.8 Se dau următoarele valori ale punctelor de fierbere 0C: 99, 118, 126.

Atribuiţi aceste valori următoarelor hidrocarburi:

a) 2–metilheptan;

b) n –octan

c) 2,2,4–trimetilpentan.

3.9 Care sunt alchenele care prin hidrogenare dau:

a) izopentan

b) 2,2–dimetilbutan (neohexan)c) 2,3–dimetilbutan?

3.10 Preparaţi n –butan pornind de la:

a) 1–clorobutan (2 variante)

b) 2–butină

c) 2–butanonă (2 variante)


20/257


19

3.11 Reacţia derivaţilor halogenaţi cu sodiu metalic (sau alte metale ca Li, K,

Mg, Zn) se numeşte reacţia Wurtz după numele descoperitorului.

Stoichiometria acestei reacţii este:

2R–Br + 2Na R–R + 2NaBr

Care sunt hidrocarburile C8H18 care se pot obţine teoretic prin această

reacţie?

3.12 Etanul se poate obţine prin electroliza acetatului de sodiu (procedeul

Kolbe). Scrieţi reacţiile care au loc. Ce săruri trebuiesc supuse

electrolizei pentru a obţine butan şi respectiv 2,3–dimetilbutan?

3.13 Scrieţi reacţia de monoclorurare fotochimică la următoarele hidrocarburi:

a) propan c) pentan

b) butan d) izopentan

3.14 Care este alcanul cu masa molar ă 72 g/mol care prin clorurare formează

doi izomeri dicloruraţi?

3.15 Identificaţi hidrocarbura cu masa molar ă 86 g/mol care prin monoclo-

rurare fotochimică formează:

a) 2 compuşi izomeri c) 4 compuşi izomeri

b) 3 compuşi izomeri d) 5 compuşi izomeri

3.16 Alcanii prin încălzire la circa 700 0C sufer ă ruperi de legături C–C

(pirolize) şi reacţii de dehidrogenare. Scrieţi reacţiile respective pentru:

a) n –butan b) n –pentan


21/257


20

3.17 Cum se realizează transformarea:

3.18 Într-un amestec metan, etan, propan în raport molar 1:2:1 procentul de

masă al metanului este: a) 7,7%; b) 10%; c) 13,3%; d) 26,6%; e) 50%?

3.19 Calculaţi volumul de aer cu 20% O2 necesar pentru arderea 1 m3 c.n.

amestec de hidrocarburi de la problema 3.18. Calculaţi volumul şi

compoziţia în % de volum a gazelor rezultate după condensarea apei.

3.20 În procesul de cracare a metanului se porneşte de la un amestec

CH4:H2O = 1:2 (raport molar), iar în amestecul final procentul molar deoxid de carbon este de 10%. Care este numărul total de moli la sfâr şitul

procesului? Calculaţi conversia pentru fiecare din materiile prime.

3.21 Care este volumul de metan care rezultă la cracarea a 20 m3 c.n. butan

dacă în gazele rezultate nu există hidrogen iar conţinutul de etenă este

15% şi propenă 30% (% de volum).

3.22 În procesul de fabricare a acetilenei din metan amestecul gazos rezultat

conţine 20% C2H2 şi 10% CH4 netransformat. Calculaţi volumul

amestecului rezultat dacă s-au introdus în proces 1000 m3 metan.

3.23 Ce volum de clorur ă de metilen (pf = 40 0C; d = 1,34 g/mL) se obţine din

1 m3 c.n. metan de puritate 95% dacă randamentul este de 70,8%.

CH3 CH2 CH3 CH3 CH CH3

D

propan 2 - deuteropropan


22/257


21

Cap. 4. Alchene, diene

A. Alchene

• Hidrocarburi care conţin o dublă legătur ă carbon–carbon; atomii de

carbon ai dublei legături sunt hibridizaţi sp2, legătura π s-a format prin

interpătrunderea orbitalilor p; cele trei legături σ sunt orientate sprevârfurile unui triunghi echilateral (orientare trigonală).

• Izomerie: - de poziţie, izomerii difer ă prin locul dublei legături

- sterică geometrică, de configuraţie cis şi trans, datorită

împiedicării rotaţiei libere în jurul legăturii duble C = C.

• Preparare: - reacţii de eliminare: dehidrogenare (-H2), dehidrohalogenare

(-HX), deshidratare (-H2O)

La eliminarea de hidracid şi la eliminarea de apă se aplică regula lui

Zaiţev: se formează în propor ţie mai mare alchena cea mai

substituită (alchena mai stabilă, alchena Zaiţev).

- alchenele mici (C2, C

3, C

4) importante industrial rezult

ă în

procesele de cracare şi de hidrogenare.

C

H

C

H

C C + H2t0C;

cat: Cr 2O3/Al2O3

C

H

C

X

C C + HX (X: Cl, Br, I)KOH (NaOH)

alcool

C

H

C

OH

C C + H2Ocat. H2SO4


23/257


22

• Reacţii chimice

- reacţii de adiţie: hidrogen, halogeni (clor, brom), hidracizi

(HCl, HBr, HI), apă, acid hipocloros. Adiţia hidracizilor

decurge după regula lui Markovnikov: în produsul format

halogenul se leagă de atomul de carbon cel mai sărac în

hidrogen.

- reacţii de oxidare:

• oxidare cu oxidanţi slabi (reactiv Baeyer: KMnO4 înmediu bazic): se rupe legătura π şi se formează 1,2–dioli

• oxidare cu oxidanţi energici (K2Cr 2O7/H2SO4; O3) se

rupe molecula în dreptul dublei legături.

- reacţii de polimerizare

- reacţii de substituţie în poziţia alilică (la atomul de carbon

vecin cu dubla legătur ă)

C C

R R

R R

C OR

RO C

R

OHcetonã

acid carboxilic

C OR

RO C

R

Hcompusi carbonilici

+

+1) O32) H2O

K2Cr 2O7/H2SO4

n CH2 CH

R

CH2 CH

Rmonomer vinilic polimer

( )n

C C CH2 C C CH

X

X2- HX


24/257


23

B. Diene

• Hidrocarburi care conţin două duble legături

• Izomeria: dienele pot fi:

- cumulate , atomul de carbon central este

hibridizat sp iar atomii marginali hibridizaţi sp2.

- conjugate cele două duble legături suntseparate printr-o simplă legătur ă; cei patru atomi de carbon

sunt hibridizaţi sp2.

- izolate ; n ≠ 0

• Preparare: reacţii de eliminare

• Reacţii caracteristice dienelor conjugate: adiţii 1,4

• Polimerizare 1,4:

• Copolimerizare: dienă + monomer vinilic

C C C

C C C C

C C (C)n C C

C C C C1 4

+ X Y C C C C

X Y

1 4

n CH2 C

R

CH CH2 CH2 C

R

CH CH2( )n

)y

x CH2 CH CH CH2

+

y CH2 CHR

CH2 CH CH CH2 CH2 CH

R

( ()x


25/257


24

robleme

4.1 Denumiţi alchenele următoare:

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

CH3 CH2 CH2 C CH2 CH2 CH2 CH3

C CH3H

H2C CH CH C

CH3CH3

CH3

CH3

CH3 CH2 CH C CH2 CH3CH3

CH3H3C

CH3 CH CH CH CH2 CH2 CH CH3CH

3

CH2 CH2 CH2 CH3

CH2 CH C CH3

CH3

CH3

CH2 C(CH2CH3)2


26/257


25

h)

4.2 Denumirile următoare sunt incorecte. Scrieţi formulele de structur ă şi

denumiţi-le corect IUPAC:

a) 3–metilenpentan

b) 5–etil–4–octenă

c) 3–propil–3–heptenă

d) 1,5–dimetilciclopentenă

e) 5–etil–2–metilciclohexenă

4.3 Scrieţi cele 13 alchene izomere cu formula molecular ă C6H12 ignorând

izomeria Z–E. Daţi denumirea IUPAC a fiecărui izomer. Precizaţi apoi

care dintre izomeri prezintă şi izomerie sterică (geometrică sau optică).

4.4 Denumiţi conform sistemului Z–E următorii compuşi:

a)

b)

CH3 C CH

CH3CH C CH3

CH3

CH3CH3

C CCH2 CH2 CH3

CH CH3CH3

H

CH3

C CCH2 CH CH2

CH2 CH2

H

CH3 CH3


27/257


26

c)

d)

e)

4.5 Considerând etena ca etalon, stabiliţi gradul de substituire al dublei

legături la următoarele alchene:a) propena e) 2–metil–2–butena

b) 2–butena f) ciclohexena

c) izobutena g) 2,3–dimetil–2–butena

d) stiren h) 1–metilciclopentena

4.6 Preparaţi următoarele alchene printr-o reacţie de eliminare (H2, HX, H2O):

a) propena c) stiren

b) izobutena d) ciclohexena

C CH3

HCH3

CCH3

H

C CCH2 CH3

CH3

CH3

H


28/257


27

4.7 Scrieţi ecuaţia reacţiei de dehidrohalogenare cu KOH în alcool etilic la

următorii derivaţi halogenaţi:

a) 1–bromopentan d) bromur ă de neopentil

b) 2–clorobutan e) 1–bromo–3–metilciclohexan

c) 3–iodopentan f) 3–cloro–3–metilhexan

Apreciaţi în fiecare caz care este alchena produs major de reacţie

(alchena Zaiţev).

4.8 Care este derivatul halogenat care prin dehidrohalogenare formează

următoarele alchene:

a) 1 – butenă c) 2–metil–2–butenă

b) izobutenă d) metilenciclohexan

4.9 Ar ătaţi cum se poate prepara ciclopentenă pornind de la următorii

compuşi:

a) ciclopentanol

b) bromur ă de ciclopentil

c) ciclopentan

d) ciclopentanonă

4.10 Prevedeţi care este produsul major (alchena Zaiţev) rezultat prin

deshidratarea următorilor alcooli:

a) 2–pentanol

b) 1–metilciclopentanol

c) 1–fenil–2–propanol


29/257


28

d) 2–metilciclohexanol

e) 2–metil–2–butanol

4.11 Atribuiţi următoarele valori ale punctelor de fierbere 0C: -7; -6; +1; +4

alchenelor C4H8.

4.12 Hidrogenarea dublei legături C = C este o reacţie exotermă.

Folosiţi datele din tabelul următor pentru a formula un criteriu de

stabilitate a dublei legături:

Alchena – ΔH

0

Kcal/mol KJ/mol

1–butena 30,3 127

cis –2–butena 28,6 120

trans –2–butena 27,6 116

Izobutena 28,0 117

2–metil–2–butena 26,9 113

2,3–dimetil–2–butena 26,6 111

Propenă 30,1 126

Etenă 32,8 137

C C H2 C C

HH

+ ΔH0cat +


30/257


29

4.13 Diferenţa de energie dintre cis –2–butenă şi trans –2–butenă este de

1 Kcal/mol. În cazul 4,4–dimetil–2–pentenei izomerul trans este cu

3,8 Kcal/mol mai stabil ca izomerul cis. Cum explicaţi că această

diferenţă este aşa de mare în acest caz?

4.14 Scrieţi ecuaţiile reacţiilor alchenelor: 1–butenă, 2–butenă, 2–metil–2–

butenă şi 1–metilciclopentenă cu următorii reactanţi:a) HBr c) H2O/cat. H2SO4

b) Br 2/CCl4 d) Cl2/H2O

4.15 Formulaţi ecuaţiile reacţiilor alchenelor de la problema 4.14 cu Cl2 la 5000C.

4.16 Scrieţi, pentru fiecare din cele patru alchene cu schelet de 2–metilpentan

(problema 4.3), reacţia cu:

a) KMnO4 în mediu bazic, la rece (reactiv Baeyer)

b) K2Cr 2O7/H2SO4

c) O3 apoi descompunere cu H2O.

4.17 Formulaţi oxidarea cu K2Cr 2O7/H2SO4 a următoarelor alchene:

a) b) c)

d) e) f)

CH3CH3

CH3

CH CH3


31/257


30

g)

4.18 Câte din alchenele izomere C6H12 formează prin oxidare cu

K2Cr 2H7/H2SO4 ca produs organic unic un acid carboxilic:

a) nici una; b) toate; c) 3; d) 4; e) 5; f) 6 ?

4.19 La oxidarea cu K2Cr 2H7/H2SO4 a ciclohexenei coeficienţii reacţiei

alchenă: K2Cr 2H7:H2SO4 sunt:

a) 2 : 3 : 4 d) 1 : 3 : 4

b) 3 : 4 : 16 e) 1 : 6 : 12

c) 3 : 4 : 10 f) 2 : 6 : 12

4.20 Câte din alchenele izomere cu formula molecular ă C6H12 formează prin

oxidare cu bicromat în mediu acid, ca produs organic unic o singur ă

cetonă:

a) 1; b) 2; c) 3; d) 4; e) 5; f) nici una?

4.21 Calculaţi numărul de moli de bicromat şi acid sulfuric stoechiometric

necesar pentru a oxida câte 0,15 moli alchenă disubstituită şi respectiv

trisubstituită.

CH3

CH3H2C

Limonen


32/257


31

4.22 Stabiliţi formula de structur ă a alchenei aciclice A pe baza rezultatelor

obţinute la oxidare:

4.23 Oxidarea cu K2Cr 2O7/H2SO4 a alchenei A conduce la 2 acizi carboxilici şi

anume B cu masa molecular ă 60 g/mol şi C cu compoziţia exprimată

prin raportul de masă C:H:O = 6:1:4. Ce structur ă corespunde pentru

alchenă conform acestor rezultate?

4.24 Hidrocarbura aciclică A cu un conţinut de 85,72% C formează cu acidul

clorhidric un compus de adiţie cu 33,33% clor. Stabiliţi structura

molecular ă a alchenei.

4.25 Un amestec format din două alchene izomere C6H12 a fost supus

următoarelor transformări:

a) prin hidrogenare catalitică rezultă o singur ă substanţă;

b) prin ozonizare şi descompunere cu apă s-au obţinut patru compuşi

carbonilici printre care s-au identificat aldehida propionică şi

aldehida izobutirică.

Ce formulă de structur ă au alchenele din amestec?

Dacă din produşii de oxidare s-ar fi identificat numai aldehidă izobutirică,

ce structur ă ar fi putut avea cea de a doua alchenă?

AB C

+compus carbonilic 27,6% oxigen

acid carboxilic 40% C

K2Cr 2O7 H2SO4+


33/257


32

4.26 Amestecul de gaze de la cracarea propanului conţine 25% propenă, 10%

etenă şi propan nereacţionat. Calculaţi:

a) volumul de alchene rezultat din 1300 m3 (c. n.) propan;

b) masa molecular ă medie a amestecului rezultat;

c) densitatea amestecului după piroliză.

4.27 Prin trecerea unui amestec de 250 mL (c.n.) de 2–butenă, izobutenă şi

butan printr-un vas cu brom, masa vasului creşte cu 0,42 g., procentul

de butan din amestec este:

a) 67,2; b) 50; c) 44,4; d) 32,8; e) 30,1; f) 0.

4.28 Un mol de alchenă ciclică arde cu aer stoechiometric (20% O2) formând

896 L (c.n.) gaze după condensarea apei. Se cere să se determine

formula molecular ă a cicloalchenei. Identificaţi izomerii corespunzătoriformulei moleculare de mai sus care prin adiţie de acid clorhidric

formează derivat clorurat ter ţiar.

4.29 Scrieţi dienele izomere cu duble legături conjugate şi izolate

corespunzătoare formulei moleculare C6H10. Denumiţi izomerii, precizaţi

izomerii sterici.

4.30 Cum se realizează transformarea:

4.31 Prin adiţia acidului clorhidric la 1,3–butadienă se obţine un amestec de

3–cloro–1–butenă şi 1–cloro–2–butenă. Cum explicaţi formarea celor doi

produşi?

ciclohexan 1,3 - ciclohexadienã?


34/257


33

4.32 Preparaţi următorii compuşi folosind ca materie primă butadiena:

a) 1,4–dibromo–2–clorobutan

b) 1,2,3,4–tetraclorobutan

c) 1–cloro–2,3–dibromobutan

d) 1,4–dicloro–2,3–dibromobutan

e) 1,2,3,4–tetrahidroxibutan

4.33 Folosind datele privind căldura de hidrogenare a dublei legături C = C de

la problema 4.12 calculaţi căldura de hidrogenare pentru următoarele

diene. Comparaţi valorile calculate cu valorile determinate experimental

care au fost trecute în tabelul următor. Discuţie.

Diena – ΔH0 kcal/mol

determinat calculat

1,4–pentadienă 60,8

1,5–hexadienă 60,5

1,3–butadienă 57,1

1,3–pentadienă 54,1

izopren 53,4

2,3–dimetill–1,3–butadienă 53,9


35/257


34

4.34 Estimaţi căldura de hidrogenare a alenei CH2 = C = CH2 folosind datele

de la problema 4.12. Valoarea determinată experimental este de

71 kcal/mol. Ce se poate afirma despre stabilitatea acestei diene

cumulate?

4.35 Hidrocarbura C8H12 adiţionează 2 moli de hidrogen. Prin ozonizare şi

hidroliză rezultă: acetonă, acid acetic şi acid piruvic (acid α –

cetopropionic). Care este formula de structur ă a hidrocarburii?

4.36 Următoarele hidrocarburi se găsesc în uleiuri eterice izolate şi diferite

plante. Scheletul moleculelor respective este de tip izoprenic (unităţi de

izopren legate între ele ca în cauciucul natural).

Scrieţi reacţia de oxidare cu ozon şi respectiv K2Cr 2O7/H2SO4 a acestor

hidrocarburi.

4.37 Ocimenul, cu formula molecular ă C10H16 (izolat din frunzele de busuioc)

supus ozonizării formează formaldehidă, 2–cetopropanal şi 3–

cetopentanal. Care este structura moleculei de ocimen ştiind că

scheletul acestui compus este de tip izoprenic?

CH2

CH2

CH3CH3

Mircen C10H16 (ulei de laur)

CH3

CH2CH3

Limonen C10H16(coji de portocal si lãmâi, ulei de chimen si telinã),,

,


36/257


35

4.38 Scrieţi ecuaţiile reacţiilor limonenului (probl. 4.36) cu următorii reactanţi:

a) Br 2, 2 moli

b) HBr, 2 moli

c) H2/Ni

d) H2O exces catalizator H2SO4.

Cap. 5. Alchine

• Hidrocarburi care conţin o triplă legătur ă carbon – carbon. Atomii de

carbon ai triplei legături sunt hibridizaţi sp cele două legături π s-au format

prin interpătrunderea orbitalilor p; cele două legături σ sunt orientate la

1800 (orientare diagonală).

• Izomerie de poziţie, izomerii difer ă prin locul triplei legături; alchinele sunt

izomere de funcţiune cu dienele.

• Preparare:

- din alchene prin adiţie de brom şi eliminare da acid bromhidric (2

moli):

- alchilarea acetilurii de sodiu cu derivaţi halogenaţi:

C CHH

+ Br 2 C CHH Br Br

C C- 2HBr

HC CH HC CNa HC C R + NaBr Na

-1/2H2R Br


37/257


36

- acetilena se obţine industrial din carbid (CaC2) şi din metan.


- reacţii de adiţie (vezi alchene); adiţia apei în prezenţă de catalizator

HgSO4/H2SO4 (reacţie Kucerov) decurge printr-un enol nestabil

care sufer ă tautomerizare (izomerizare: se schimbă poziţia unui

atom de hidrogen şi poziţia dublei legături)

- acetilenele marginale au caracter acid, legătura carbon – hidrogen

este covalentă polar ă:

robleme

5.1 Denumiţi alchinele următoare:

a)

b)

c)

d)

e)

CH3 CH2 C C C(CH3)3

CH3 CH2 CH CH2 C C CH2 CH3CH3

(CH3)2CH C C CH(CH3)2

CH3 C C CH2 C C CH2 CH3

HC C C(CH3)2 CH2 C CH

R C CH + HOH [R C CH2]

OH

R C CH3O

enol cetonã

R C C H R C C + Hδ+δ-

Ka ~ 10-25


38/257


37

5.2 Denumiţi următoarele hidrocarburi nesaturate:

a)

b)

5.3 Următorii compuşi au fost izolaţi din floarea soarelui:

a)

b)

Denumiţi conform regulilor IUPAC cele două hidrocarburi.

5.4 Denumirile următoare sunt incorecte. Scrieţi formulele de structur ă şi

denumiţi-le corect IUPAC:

a) 2,5,5–trimetil–6–heptină

b) 3–metilhept–5–en–1–ină

c) 2–izopropil–5–metil–7–octină

d) 3–hexen–5–ină

5.5 Scrieţi cele 7 alchine izomere cu formula molecular ă C6H10. Denumiţiizomerii respectivi.

5.6 Cum se poate transforma o alchenă în alchina corespunzătoare?

5.7 Preparaţi fenilacetilena pornind de la etilbenzen.

HC C CH2 CH2 CH2 CH CH2

CH3 CH C C

CH3

C CH3

CH3 CH CH C C CH CH CH CH CH CH22

5CH3 C C CH CH2


39/257


38

5.8 Formulaţi ecuaţiile reacţiilor 1–butinei cu următorii reactanţi:

a) HCl un mol f) Cl2 doi moli

b) H2/cat. Pd, Pb2⊕ g) Na

c) H2O/cat. HgSO4, H2SO4 h) [Ag(NH3)2]OH

d) Br 2 un mol i) CH3COOH/cat.

e) HCl doi moli j) HCN/cat. Cu2Cl2, NH4Cl.

5.9 Aplicaţi reacţiile de la problema 5.8 la 3–hexină. Scrieţi structura

produşilor care rezultă în acest caz.

5.10 Completaţi structurile necunoscute din următoarea schemă

Explicaţi transformările

5.11 Propuneţi succesiunea de reacţii care trebuie urmată pentru a prepara

n –octan din acetilenă având ca intermediar 1–pentina.

5.12 Imaginaţi o cale pentru a prepara cis –3–hexena pornind de la metan.

5.13 Completaţi structurile compuşilor necunoscuţi din succesiunileurmătoare:

Explicaţi ce se întâmplă la trecerile

C2H2 ANa B C D

1500C NaBr -CH3Br + Na C5H5 Br +

NaBr -

A B C Dsi, .

F G H I J

Na 2200C

CH2 O+2NaOH-2

H2O+2NiH2+2 H2O-2

C2H2 ANa

1500CB C ED

(CH3)2C O+- NaOH

H2O+ H2O- H2+

Pd/Pb2+

A B F Gsi, .


40/257


39

5.14 Preparaţi pornind de la acetilenă:

a) 1,2–dicloroetan

b) tricloroetenă

c) pentacloroetan

d) 1,2–dibromo–1,2–dicloroetan

5.15 Aciditatea acetilenelor marginale are valoarea pKa = 25. Calculaţi

constanta de echilibru pentru formarea acetilurii de sodiu prin reacţia

unei alchine marginale cu: a) soluţie apoasă de hidroxid de sodiu şi b) cu

amidur ă de sodiu NaNH2 în amoniac lichid.

a)

b)

5.16 Reacţia de adiţie a apei la tripla legătur ă, reacţie Kucerov, decurge prin

intermediul unui enol (alcool cu grupa hidroxil legată la un carbon

nesaturat). Calculaţi compoziţiile la echilibru pentru exemplele următoare

având la dispoziţie constantele de echilibru:

K =[carbonil]

[enol]

a)

b)

pKa = 25 pKa = 16

R C CH H2OOH R C C+ +

R C CH

pKa = 25 pKa = 35

R C C NH3+ +NH2

K = 5,9 10-7CH2 CH

OH

CH3 CH

O

K = 4,7 10-9CH2 C CH3OH

CH3 C CH3O


41/257


40

5.17 Câte din alchinele următoare formează prin adiţia apei o aldehidă:

1–butina, 2–butina, fenilacetilena, vinilacetilena, difenilacetilena, propina?

a) toate; b) nici una; c) 1; d) 2; e) 4; f) 6.

5.18 Propuneţi structuri pentru alchinele care prin oxidare distructivă cu

KMnO4 formează:

a) acid butiric

b) acid benzoic + CO2

c) acid acetic + acid adipic

d) acid benzoic.

5.19 Se obţine acetilenă prin piroliza metanului într-un tub închis de volum

0,5 m3. Dacă presiunea din tub la sfâr şitul pirolizei este p = 1,2 · p0 (p0 =presiunea iniţială) iar temperatura s-a menţinut constantă, se cere să se

calculeze:

a) masa de acetilenă formată

b) randamentul de reacţie

c) care va fi presiunea în tub dacă se pirolizează tot metanul.

5.20 Şase volume de amestec alchină şi hidrogen reacţionează rezultând

patru volume de gaze (măsurate în aceleaşi condiţii) care nu

decolorează soluţia de apă de brom. Care este compoziţia în % de

volum a amestecului iniţial? Calculaţi masa molecular ă medie şi

densitatea pentru amestecul iniţial şi respectiv final considerând că

alchina prezentă este propina.


42/257


41

5.21 Alchina C6H10 adiţionează acid clorhidric trecând într-un derivat diclorurat

care prin dehidroclorurare revine la alchina iniţială. Care este formula de

structur ă a acestei alchine?

5.22 La obţinerea acetilenei din metan amestecul gazos rezultat conţine 20%

C2H2 şi 10% CH4 nereacţionat. Calculaţi pentru 1000 m3 (c.n.) metan

introduşi în proces cantitatea de acetilenă şi masa de negru de fum

formată ca produs secundar.

5.23 Proprietăţile hidrocarburii C6H10 sunt următoarele:

- adiţionează 2 moli de Br 2

- nu reacţionează cu ionul CuI

- prin adiţie de apă rezultă două cetone.

Ce structuri corespund acestor date pentru hidrocarbura iniţială?

Cap. 6. Benzenul. Hidrocarburi aromatice

Numele de hidrocarburi aromatice se refer ă la o clasă de compuşi

înrudiţi structural cu benzenul. Benzenul cu formula molecular ă C6H6 areformula structurală: *

Atomii de carbon sunt hibridizaţi sp2.

Molecula are legături simple σ carbon –

carbon şi carbon – hidrogen. Orbitalii p de

la fiecare atom de carbon prin

intrepătrundere formează legătura π extinsă

H

H

H

H

H

H

σcc = spc2 + spc

2

σcH = spc2 + sH

π


43/257


42

Structura se numeşte structur ă sandwich în care între planurile

electronilor π se găseşte hexagonul plan format din cei 12 atomi care compun

molecula.

Datorită acestei legături speciale, benzenul şi compuşii aromatici au

următoarele proprietăţi caracteristice:

• Stabilitate deosebită (stabilitate termică, stabilitate la acţiunea

agenţilor oxidanţi)

• Reacţii de substituţie cu păstrarea caracterului aromatic la produsul

de reacţie

• Reacţiile de adiţie, puţine la număr, au loc în condiţii foarte energice.

Reacţii de substituţie la benzen şi derivaţi: cele şase poziţii din benzen

sunt echivalente. Prin introducerea unui substituent în nucleul benzenului cele

cinci poziţii r ămase libere devin neechivalente:

2- şi 6- poziţii orto

3- şi 5- poziţii meta

4- poziţie para

* în căr ţi şi tratate se foloseşte în continuare şi formula istorică a

benzenului propusă de Kekulé în 1865 .

Substituţia la aceşti compuşi aromatici conduce la un amestec de reacţie

format din trei izomeri:

R

2

3

45

6o

m

p

o

m

R R

X

R

X

R

X

+ X2

orto para meta

- HX + +


44/257


43

Dacă în produsul de reacţie predomină izomerii orto şi para substituentul

R se numeşte substituent de ordinul I; dacă izomerul meta este produsul

principal atunci R se numeşte substituent de ordinul II.

Alte hidrocarburi aromatice:

robleme

6.1 Scrieţi formulele de structur ă ale hidrocarburilor aromatice cu formulamolecular ă:

a) C8 H10; b) C9H12.

6.2 Denumiţi compuşii următori:

a) b)

c) d)

CH3 CH2 CH CH2 CH CH3

CH3CH3 C CH3

CH3

CH3CH3

CH3CH3

CH

CH3CH3

CH3CH3

naftalina(10 electroni π)

antracenul(14 electroni π)

fenantrenul(14 electroni π)


45/257


44

6.3 Scrieţi şi denumiţi toţi derivaţii cloruraţi izomeri cu inel benzenic şi cu

formula molecular ă C7H7Cl.

6.4 Scrieţi formulele de structur ă are derivaţilor bromuraţi cu atomul de brom

legat de nucleul aromatic şi cu formula molecular ă C8H9Br.

6.5 Propuneţi formula de structur ă pentru hidrocarburile aromatice care

corespund următoarelor caracteristici:

a) C9H12 dă un singur izomer C9H11Cl prin substituţie aromatică cu Cl2;

b) C8H10 dă trei produşi izomeri C8H9Br prin substituţie aromatică cu Br 2.

6.6 Ce formulă de structur ă are hidrocarbura aromatică cu formula molecular ă

C10H14 dacă prin mononitrare la nucleu formează:

a) un singur nitroderivat;

b) doi nitroderivaţi.

6.7 Scrieţi formulele de structur ă ale hidrocarburilor cu formula molecular ă

C10H14 şi respectiv C11H16 şi care conţin ca element de structur ă o grupă

fenil.

6.8 Completaţi tabelul de mai jos notând cu „+” reacţiile care au loc şi cu „–”

reacţiile care nu se produc.

Reactant, condiţii de reacţie alchenă benzen

H2, 20 C; 1 at, Ni

Br 2 + H2O

HCl

H2, presiune, temperatur ă, Ni


46/257


45

KMnO4, mediu bazic, (Baeyer)

O3

K2Cr 2O7 + H2SO4

Cl2, hν sau temp.

H2O, cat. H2SO4

6.9 Ar ătaţi “calităţile” şi “defectele“ formulei benzenului propusă în 1865 de

Kekulé.

6.10 Scrieţi ecuaţiile benzenului şi respectiv toluenului cu clorul. Precizaţi

condiţiile de reacţie.

6.11 Scrieţi ozonoliza următoarelor hidrocarburi:

a) benzen; b) m-xilen; c) mesitilen.

6.12 Care este hidrocarbura aromatică care prin ozonizare şi prelucrarea

ozonidei formează un amestec de: glioxal, metilglioxal, dimetilglioxal în

raport molar 3:2:1?

6.13 Scrieţi reacţiile toluenului cu următorii reactivi:

a) H2/Ni, 200C, 1 at.

b) H2/Ni, 2000C, 100 at.

c) Cl2, hν

d) NaOH

e) KMnO4 la cald


47/257


46

f) HNO3/H2SO4

g) Cl2, cat. Fe

h) CH3CH2 –Cl, cat. AlCl3

i) produs c + toluen, cat. AlCl3

j) H2SO4, t0C

k) produs e + HNO3/H2SO4

l) produs g + benzen, cat. AlCl3

m) produs f + K2Cr 2O7/H2SO4

n) produs g + Mg/eter etilic apoi D2O

6.14 Izopropilbenzenul (cumenul) un produs industrial foarte valoros se obţine

conform reacţiilor:

Formulaţi etapele intermediare pentru fiecare din variantele de mai sus.

6.15 Preparaţi t-butilbenzen prin reacţie Friedel-Crafts prin mai multe variante

folosind rezultatele de la problema precedentă.

CHCH3CH3

CH2 CH CH3cat. AlCl3 (urme H2O)

cat. AlCl3 anh.

CH3 CH2 CH2 Cl


48/257


47

6.16 Obţineţi următorii compuşi pornind de la benzen:

a) acid p –clorobenzensulfonic

b) acid p –nitrobenzoic

c) acid m –nitrobenzoic

d) acid 3–nitroftalic

6.17 Sintetizaţi compuşii următori pornind de la benzen sau toluen:

a) p –cloronitrobenzen e) 4–nitro–1,2–diclorobenzen

b) acid p –bromobenzoic f) acid 4–bromo–3–nitrobenzoic

c) m –cloronitrobenzen g) 2–nitro–1,4–diclorobenzen

d) 2–bromo–4–nitrotoluen h) 1,3,5–trinitrobenzen.

6.18 Propuneţi succesiunea de etape pentru a realiza transformările:

6.19 Denumiţi hidrocarburile următoare:

Propuneţi câte două variante de sinteză pentru A şi C. Cum se poate

realiza transformarea A→ B?

benzen n - propilbenzen

m - nitroetilbenzen

C6H5 CH2 C6H5

A

C6H5 CH C6H5

C6H5

B

C6H5 CH2 CH2 C6H5

C


49/257


48

6.20 Care va fi produsul major dacă se nitrează cu amestec sulfonitric:

a) acetanilida c) anisolul

b) benzanilida d) bifenilul?

6.21 Se dau următoarele grupe funcţionale:

1. – NH2 5. – OH

2. – N(CH3)2 6. – OCH3

3. – NO2 7. – Cl

4. – NH–CO–CH3 8. – COOH

9. – COOCH3 11. – F

10. – SO3H 12. – CO–CH3

Care din aceste grupe sunt substituenţi de ordinul I şi care sunt

substituenţi de ordinul II?

6.22 Formulaţi ecuaţiile reacţiilor naftalinei cu:

a) HNO3/H2SO4

b) O2/cat. V2O5

c) H2, pres., temp., cat. Ni

d) H2SO4, 800C

e) produsul de la punctul a + HNO3/H2SO4

f) H2SO4, 1800C


50/257


49

6.23 Hidrocarbura A cu formula brută C3H4 se obţine printr-o reacţie Friedel-

Crafts la benzen. Aflaţi formula molecular ă a hidrocarburii. Scrieţi

hidrocarburile aromatice izomere cu formula molecular ă de mai sus.

Identificaţi izomerul care prin mononitrare formează 2 compuşi izomeri.

6.24 Reformarea catalitică este procesul industrial prin care un alcan cu cel

puţin şase atomi de carbon se transformă într-o hidrocarbur ă aromatică

conform reacţiei de mai jos:

Identificaţi cele două hidrocarburi dacă hidrogenul eliberat reprezintă

8,69% din masa hidrocarburii aromatice preparate. Formulaţi ecuaţiile

reacţiilor care au loc în acest caz.

6.25 Amestecul echimolecular a două hidrocarburi aromatice din seria CnH2n-6 formează prin ardere 21 moli CO2 şi 12 moli H2O. Se cere să se afle:

a) formulele moleculare ale celor două hidrocarburi

b) volumul de aer (20% O2) necesar pentru oxidarea hidrocarburii

inferioare;

c) volumul de hidrogen consumat la hidrogenarea hidrocarburii

superioare.

6.26 Se hidrogenează 19,2 g naftalină cu 0,45 moli H2. Ştiind că rezultă

tetralină şi decalină, să se calculeze compoziţia în % de masă a

amestecului format.

6.27 Se dehidrogenează 46,8 g benzen cu 1,5 moli H2 randamentul fiind

cantitativ. Calculaţi compoziţia în % de masă a amestecului final.

CnH2n+2 CnH2n-6 + 4H2cat.Pt

5000C, pres.


51/257


50

Cap. 7. Compuşi halogenaţi

• Halogenurile de alchil, R–X, au atomul de halogen legat de un atom de

carbon saturat hibridizat sp3. Legătura carbon – halogen este covalentă

polar ă , în reacţiile chimice se rupe heterolitic. La halogenurile

de aril Ar–X, halogenul este legat de atomul de carbon aromatic hibridizat

sp2. Această legătur ă este deosebit de puternică de aceea substituirea

halogenului are loc numai în condiţii deosebit de energice.

• Preparare:

- reacţia de substituţie cu clor sau brom la alcani, alchene în poziţia

alilică şi hidrocarburi aromatice în poziţia benzilică.

- reacţia de adiţie a clorului şi bromului la alchene, alchine şi diene

- reacţia de adiţie a hidracizilor (HCl, HBr, HI) la alchene, alchine şi

diene.

- substituţia cu clor şi brom la compuşii aromatici.

- tratarea alcoolilor cu hidracizi:


- reacţii de substituţie:

- reacţii de eliminare cu formare de alchene

C Hlgδ+ δ−

R OH + HX R X + H2O (X = Cl, Br, I)

anionul unuicompus ionic

ionhalogenurã

Y: + R X Y R + X


52/257


51

- reacţii cu magneziu în eter etilic anhidru cu formare de compuşi

organo-magnezieni (compuşi Grignard).

Compuşii organo-magnezieni au o legătur ă carbon-metal polar ă:

robleme

7.1 Denumiţi conform regulilor IUPAC următorii derivaţi halogenaţi:

a)

b)

c)

d)

e)

f)

CH3 CH CH2 CH2 Cl

CH3

CH3 CH CH2 CH2 CH CH3ClBr

CH3 CH CH CH2 CH3I CH2 CH2 Cl

(CH)2C

Cl

CH2 CH2 Cl

CH3 CH2 C CH2 CH3Br

CH2 CH2 CH3

CH3 CH CH CH2 CH CH3Cl

R X + Mg R MgX

R MgXδ+δ−


53/257


52

g)

h)

7.2 Scrieţi formulele structurale ale derivaţilor C4H8Cl2. Denumiţi compuşii

respectivi. Marcaţi atomii de carbon asimetrici (atomi de carbon

substituiţi cu patru substituenţi diferiţi).

7.3 Care este cel mai simplu compus monohalogenat care are un atom de

carbon asimetric?

Dar cel mai simplu compus polihalogenat care conţine acest element

structural?

7.4 Propuneţi metode pentru prepararea următorilor compuşi halogenaţi

pornind de la hidrocarburi:

a) clorura de t –butilb) iodura de sec –butil

c) clorura de alil

d) 1–cloro–1–metilciclopentan

e) 1,2,3–triclorociclohexan

f) clorura de vinil (două variante)

g) dicloroacetilena

h) bromura de benzil

Cl

Cl

CH2 CH3

Br


54/257


53

7.5 Scrieţi ecuaţiile reacţiilor de obţinere a derivaţilor ioduraţi pornind de la

materia primă indicată:

a) iodur ă de metil din CH4

b) iodur ă de etil din C2H4 (două variante)

c) iodur ă de benzil din toluen.

7.6 Care din următorii derivaţi halogenaţi se obţin prin adiţie de hidracid la o

alchenă?

A: clorura de propil D: bromura de izopropil

B: iodura de t –butil E: 1–cloro–2–metilbutan

C: clorura de metil F: 2–clorobutanul

a) A, B, C; b) A, B, D; c) B, D, F; d) D, E, F; e) C, E, F; f) B, D, E.

7.7 Scrieţi ecuaţiile bromurii de etil cu:

a) KOH apos f) produs d + D2O

b) KCN g) KOH, alcool

c) NH3 h) toluen, cat. AlCl3

d) Mg/eter anhindru i)

e) j) CH3 –NH2

7.8 Scrieţi ecuaţiile reacţiilor clorobenzenului cu următorii reactivi:

a) Mg/eter anhidru e) NaOH, 200C

b) KCN f) produs a + D2O

c) HNO3/H2SO4 g) NaOH, 3000C, 200 at.

d) C2H5Cl, cat. AlCl3 h) Cl2, cat. FeCl3

HC C Na

CH3 O Na


55/257


54

7.9 Propuneţi succesiunea de etape pentru a realiza transformarea:

7.10 Cum se poate realiza transformarea următoare:

1–bromo–4–metilpentan 2–bromo–2–metilpentan

7.11 Completaţi structurile necunoscute din succesiunea:

7.12 Care din următoarele reacţii este greşită?

a)

b)

c)

d)

e)

R CH2 CHCl

Cl

1,1 - dicloroderivat

R CH CH2Cl Cl

1,2 - dicloroderivat

propenã A B CCl2

3000C

+Mgeter etilic

+A

C

D + 2E

F G H + 2I

1) O32) H2O

+2HCl KOH/alcool K2Cr 2O7/H2SO4

CH3 CH CH2 CH3 CH CH2Cl Cl

+ Cl2

CH2 CH CH2Cl

CH3 CH CH2Cl Cl

+ HCl

CH3 CH CH

Cl

CH3 CH2 CHCl

Cl+ HCl

CH3 CH CH2Cl

CH3 CH CH2Cl Cl

+ HCl

CH3 C CH CH3 C CH3Cl

Cl+ 2HCl


56/257


55

7.13 Câţi dintre derivaţii halogenaţi de mai jos dau reacţie de

dehidrohalogenare?

a) clorura de izopropil e) clorura de izobutil

b) clorura de metil f) clorura de vinil

c) clorura de t –butil g) clorura de neopentil

d) clorura de benzil h) clorura de ciclohexil

a) toţi; b) 5; c) 4; d) 3; e) 2; f) 1

7.14 Compusul rezultat prin clorurarea fotochimică a toluenului conţine 44,1%

clor. Identificaţi acest compus. Scrieţi reacţia de hidroliză.

7.15 Se clorurează 1,2 L (c.n.) metan cu 1,6 L (c.n.) clor. Ştiind că se

formează numai clorur ă de metil şi clorur ă de metilen iar reactanţii se

consumă integral să se calculeze raportul molar al produşilor de reacţie.

7.16 Un mestec de clorur ă de metilen şi cloroform conţine 87,65% clor. Care

este procentul de masă al clorurii de metilen din amestec?

7.17 Rezultatele cantitative a două reacţii de clorurare fotochimică sunt

prezentate în continuare:

Care ar trebui să fie ponderea teoretică a fiecărui produs?

CH3 CH2 CH2 CH3 CH2 CH2 CH2 CH3Cl

CH3 CH CH2 CH3Cl

+

30% 70%

Cl2

CH3 CH

CH3

CH3

CH2 CH CH3

CH3

Cl

CH3 C CH3

CH3

Cl65% 35%

Cl2+


57/257


56

Considerând reactivitatea atomului de hidrogen legat de atomul de

carbon primar egală cu unitatea, calculaţi reactivitatea atomului de

hidrogen legat de atomul de carbon secundar şi respectiv ter ţiar.

7.18 Pe baza rezultatelor de la problema 7.17 calculaţi distribuţia produşilor

formaţi prin monoclorurarea fotochimică a 2–metilbutanului

(izopentanului).

7.19 Câţi derivaţi cloruraţi cu formula molecular ă C7H15Cl nu se pot

dehidroclorura?

7.20 Stabiliţi structurile compuşilor din transformările:

7.21 Calculaţi compoziţia procentuală masică a unui amestec de bromur ă de

metil şi bromur ă de etil care conţine a % brom. Între ce valori poate varia a?

7.22 Determinaţi compoziţia procentuală masică a unui amestec de bromur ă

de metil şi bromur ă de metilen care conţine a % brom.

A + Br 2 C5H11Br (un singur produs)hν

-HBr

B + HBr (doi compusi)C5H11Br

C + Br 2hν

-HBr (un singur produs ciclic)C6H11Br


58/257


57

Cap. 8. Compuşi hidroxilici

A. Alcooli

• Alcoolii cu formula R–OH au grupa funcţională hidroxil legată de un atom

de carbon saturat hibridizat sp3.

• Preparare:

- hidroliza bazică a derivaţilor halogenaţi:

- adiţia apei la alchene catalizată de H2SO4 (vezi acolo)

- reducerea compuşilor carbonilici:

- adiţia compuşilor organo-magnezieni la compuşi carbonilici (vezi

compuşi carbonilici):

Reacţia este foarte importantă pentru sinteza organică, se pot obţine

schelete foarte variate de alcooli prin combinarea celor doi reactanţi.

- oxidarea Baeyer a alchenelor conduce la 1,2–dioli .

R X + NaOH R OH + NaX

R' C

O

R" R' CH

OH

R"+2[H]

sau H2/Ni

R MgX + C

R'

O

R"

1) aditie

2) H2O

C

R'

R

R"

OH + MgX(OH)


59/257


58


- caracter acid:

- transformare în derivaţi halogenaţi (vezi acolo)

- oxidare:

- esterificare, tratare cu acizi anorganici sau acizi carboxilici

B. Fenoli

• Fenolii au formula Ar–OH , grupa hidroxil este legată direct de nucleul

aromatic.• Preparare:

- topirea alcalină (Kekulé) a sărurilor de sodiu ale acizilor aril sulfonici

R O Hδ− δ+ R O + H Ka ~ 10-16

ionalcooxid

(alcoolat)

R CH2 OH R CH O R C

OH

O+[O]+[O]

-H2O

alcoolprimar

aldehidã acid carboxilic

CR

R

H

OHC

R

RO + H2O

alcool

secundar

cetonã

+ [O]-H2O

sulfonare:

neutralizare:

topiturã:

Ar H + HOSO3H

Ar SO3H + NaOH Ar SO3Na + H2O

Ar SO3Na + NaOH Ar OH + Na2SO33000

C

Ar SO3H + H2O


60/257


59

- în laborator fenolii se obţin prin hidroliza sărurilor de diazoniu ale

aminelor primare aromatice (vezi cap. Comp. organici cu azot)


- reacţiile grupei funcţionale: aciditate, eterificare, esterificare,

coloraţie cu FeCl3. Aciditatea fenolilor (Ka ~ 10-10) este mai mare

ca cea a alcoolilor, fenolii reacţionează cu soluţie apoasă de

hidroxid:

- substituţie la nucleu: inelul aromatic din fenol este foarte reactiv,

substituţia decurge în poziţiile orto şi para.

robleme

8.1 Denumiţi compuşii:

a)

b)

c)

CH3 CH CH2

CH3

CH CH3

OH

CH3 CH CH CH3OH C6H5

CH2 CH CH2 OH

Ar OH + HCl + N2 Ar N N]Cl + H2O 600C

Ar OH + NaOH Ar ONa + H2Ofenoxid de

sodiu


61/257


60

d)

e)

f)

g)

8.2 Scrieţi formulele structurale ale alcoolilor izomeri cu formula molecular ă

C6H14O. Câţi din aceştia sunt alcooli primari, secundari şi respectiv

ter ţiari? Câţi atomi de carbon asimetrici identificaţi la izomerii de mai sus?

8.3 Scrieţi alcooli izomeri cu formula molecular ă C8H10O care au ca element

de structur ă un inel de benzen?

8.4 Propuneţi succesiuni de reacţie pentru a realiza transformările:

a)

b)

c)

OH

CH3 CH CH CH2 CH3OH CH2 CH2 CH3

HOCH2 CH2 CH CH2 OHCH3

OH

Cl

metan metanol (2 variante)

etenã etanol (2 variante)

propenã alcool izopropilic

alcool alilic

alcool propilic


62/257


61

d)

e)

f)

8.5 Care sunt alcoolii C5H12O care se pot obţine prin adiţia apei la o alchenă C5?

8.6 Care din alcoolii următori nu se poate obţine prin adiţia apei la o alchenă:

A: izopropanol D: t –butanol

B: etanol E: izobutanol

C: propanol F: 2–feniletanol

a) A, B, C b) B; C; D c) A; C; F d) C; D; E e) C; E; F f) D; E; F.

8.7 Care din alcoolii următori rezulta în urma reacţiei unei cetone cu H2/cat. Ni

A: izopropanol D: ciclopentanol

B: propanol E: izobutanol

C: t –butanol F: 1–feniletanol

a) A, B, C b) D, E, F c) B, C, D.

d) C, D, F e) A, B, F .f) B, D, F

8.8 Câţi din alcooli C6H14O de la problema 8.2 se pot prepara prin adiţia apei

la o alchenă C6?

a) 12 b) 10 c) 9

d) 11 e) 8 f) 7

ciclohexan ciclohexanol

1,2-ciclohexandiol

toluen alcool benzilic

izobutan alcool t-butilic


63/257


62

8.9 În care din următoarele reacţii rezultă 2–butanol:

A. adiţia apei la 1–butenă

B: adiţia apei la butadienă

C: adiţia apei la 1–butină

D: adiţia apei la 2–butenă

E: clorurarea n –butanului şi hidroliză

F: adiţia apei la 2–butină şi apoi H2/Ni.

a) A, B, C, D b) B, C, E, F c) B, D, E, Fd) A, D, E, F e) A, C, D, E f) A, C, E, F

8.10 Obţineţi glicerina din propenă prin mai multe variante.

8.11 Atribuiţi următoarele valori ale punctelor de fierbere în 0C: 117,5; 108;

99,5; 82,4 alcoolilor C4H10O izomeri. Explicaţi alegerea f ăcută.

8.12 Scrieţi ecuaţiile chimice ale transformărilor pe care la sufer ă

n –propanolul în prezenţă de:

a) HCl f) produs c + CH3Br

b) H2SO4 la rece g) Cu, 6000C

c) Na h) K2Cr 2O7 + H2SO4

d) CH3COOH, cat. H2SO4 i) produs a + produs c

e) H2SO4 la temperatur ă j) HNO3, cat H2SO4

8.13 Câţi din alcooli de la problema 8.2 reacţionează cu reactivul Jones

(CrO3/H2SO4)?

a) toţi; b) 10; c) 12; d) 14; e) 6; f) 8.


64/257


63

8.14 Cum se pot realiza transformările:

a) 1–propanol → 2–propanol

b) izobutanol → t–butanol

c) ciclopentanol → 1,2–ciclopentadiol

d) 2–propanol → 1–propanol

8.15 Cu care dintre următorii reactivi reacţionează ciclopentanolul:

A: Na B: etanol C: acid acetic, cat. H2SO4

D: KOH E: H2SO4 F: acid cianhidric

a) A, C, E b) A, B, C c) B, C, D

d) B, C, F e) D, E, F f) A, E, F

8.16 Propuneţi căi de sinteză pentru obţinerea următorilor eteri:

a) CH3 –O–C2H5 (2 variante)

b) C2H5 –O–C2H5 c) CH2=CH–CH2 –O–CH3 (2 variante)

d) C6H5 –O–C2H5

8.17 Cu care dintre reactivii următori reacţionează alcoolul p –hidroxibenzilic în

raport molar de 1:2 (alcool:reactiv)

A: NaOH D: CH3COCl

B: C6H5COOH E: CH3OH

C: Na F: FeCl3

a) A, C b) A, B, C c) C, D

d) C, D, E e) A, F f) C, E, F


65/257


64

8.18 Se obţine metanol din gazul de sinteză cu un conţinut de 25% volume

oxid de carbon. Amestecul gazos final conţine 5% volume oxid de

carbon. Calculaţi randamentul de reacţie.

8.19 Calculaţi cantitatea în moli de dicromat de potasiu stoechiometric

necesar ă pentru a oxida în mediu de acid sulfuric, 20,1g amestec

echimolecular de 1–propanol şi 2–butanol ştiind că produsul organic

rezultat este constituit din doi compuşi cu grupe funcţionale diferite.

8.20 Procedeul clasic de fabricare industrială a fenolului (Kekulé) se bazează

pe succesiunea:

Deoarece pentru ultima etapă este necesar ă o încălzire cu hidroxid de

sodiu la 3000C procesul este denumit topire alcalină sau fuziune

alcalină. Aplicaţi procedeul de mai sus pentru a obţine:

a) α –naftol c) resorcină

b) β –naftol d) p –crezol

8.21 Scrieţi ecuaţiile reacţiilor fenolului cu:

a) NaOH f) produs a + 1–cloropropan

b) NaHCO3 g) CH3 –OH

c) Br 2/H2O h) (CH3CO)2O

d) HNO3 i) H2SO4

e) FeCl3 j) produs a + clorur ă de benzoil

SO3H SO3Na OH

H2SO4+ + Na2SO3-H2O+NaOH

-H2O+NaOH

3000C


66/257


65

8.22 Formulaţi ecuaţiile p –crezolului cu:

a) NaOH d) produs a + CH3I

b) Br 2/H2O e) produs a + CH3 –COCl

c) HNO3 f) H2SO4

8.23 Scrieţi ecuaţiile reacţiilor α – şi respectiv β –naftolului cu:

a) NaOH b) HNO3 c) produs a + CH3Br.

8.24 Discutaţi reacţiile acido – bazice :

a)

b)

c)

8.25 Fenolul serveşte ca materie primă pentru sinteza unor compuşi cu

aplicaţie practică importantă. O parte din aceşti compuşi sunt următorii:

C6H5 OH + NaOH C6H5 - ONa + H2O

Ka ~ 10-10 Ka ~ 10-16

C6H5 OH C6H5 - ONa + H2CO3+ NaHCO3Ka ~ 10-10 Ka1 ~ 10

-7

OH

NO2

NO2

ONa

NO2

NO2

+ NaHCO3 + H2CO3

Ka ~ 10-4 Ka1 ~ 10-7

OH

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

OHC(CH3)3

CH3

(CH3)3COH

C(CH3)3

OCH3 pentaclorofenolul(conservarea lemnului)

fenoli butilati(conservanti alimentari)

A B C


67/257


66

a) Propuneţi metoda de preparare pentru A;

b) Obţineţi B;

c) Alcătuiţi o succesiune de etape pentru sinteza lui C pornind de la

hidrochinonă;

d) Prezentaţi sinteza lui D;

e) Cum se obţine 2,4–diclorofenolul? Ce grupe funcţionale

recunoaşteţi în formula structurală a compusului 2,4–D?

8.26 Compusul următor este folosit în medicină ca sedativ şi relaxant

muscular.

Propuneţi o sinteză pentru acest compus biologic activ pornind de la toluen.

OH

ClCl

ClO

Cl

Cl

CH2 COOH

D

2,4,5 - triclorofenol (intermediar pentru unantiseptic folosit la spitale)

E

2,4 -Dacid 2,4 - diclorofenoxiacetic (ierbicid)

CH3

O CH2 CH CH2OH OH


68/257


67

Cap. 9. Compuşi organici cu azot

• Aminele sunt compuşi organici derivaţi de la amoniac:

Atomul de azot este hibridizat sp3, cei trei substituenţi sunt orientaţi spre

trei colţuri ale tetraedrului. Perechea de electroni neparticipanţi ocupă cel

de al patrulea colţ.

• Preparare:

- alchilarea amoniacului cu derivaţi halogenaţi (Hofmann)

- reducerea (hidrogenarea catalitică) a nitrililor

- reducerea nitroderivaţilor aromatici:


- bazicitate: aminele reacţionează cu acizii Bronsted (acizi protici) întocmai ca amoniacul:

R NH2 , R2NH , R3N

aminãprimarã

aminãsecundarã

aminãtertiarã,

R X

R NH2 R NH R R N R

R

R C N R CH2 NH2KCN

+ RX- HX

+ RX- HX

+ NH3- HX

+ 4[H]sau 2H2/Ni

Ar NO2 Ar NH2 + 2H2O+6[H]

Fe/HCl

R NH2 + HCl R NH3

Probleme dvzxe Chimie Organica

Documents

Transcript of Probleme dvzxe Chimie Organica